低質燃油泛指品質低劣、使用困難、價格低廉的船用燃料油（俗稱重油）。通常，低質燃油即指前述的“中間燃料油”及“殘渣油”。船舶柴油機使用的低質燃油（重油）多為“中間燃料油”，其最粘滯者質量最差者可稱為重質燃料油。目前，隨著石油煉制工藝的發(fā)展，低質燃油的品質正在逐年下降，對柴油機提出了愈加苛刻的要求。 

一、低質燃油的特點  低質燃油有下列突出特點。  

（1）密度大。劣質油密度可高達0.94g/cm3～1.06g/cm3  。由此造成燃油凈化和霧化 困難，同時油滴燃燒時易產(chǎn)生熱裂，導致機件結炭增多。  

（2）粘度高。低質油粘度約在50mm2/s～2000mm2 /s之間。由此造成燃油貯存、輸送、 凈化和霧化的困難。  

（3）成分復雜。低質油含有較多的水分、灰分和硫、釩、鈉、硅、殘?zhí)康入s質。油中的雜質加劇了柴油機燃燒室部件和噴油設備元件的腐蝕和磨損。 

（4）發(fā)火性差。低質油CN值很低（一般為25左右）。滯燃期τi長，燃燒持續(xù)期長， 排氣溫度tr值偏高，且因燃燒不完全，其be和煙度均有所增加。  

二、低質燃油的使用 

1．使用低質燃油的意義  

低質燃油的使用是船用柴油機發(fā)展中的一項重要技術成就。使用這種燃油可以大幅度降低船舶營運成本，同時可以合理使用石油資源。自70年代以來，由于柴油機燃油大幅度漲價，燃油費用支出約占船舶營運成本的50%，使船用柴油機使用低質燃油成為一項普遍采用的技術。目前，不但船用低速柴油主機使用低質燃油，而且船用中速柴油機（主機和發(fā)電柴油機）也使用低質燃油。  

2．柴油機使用低質燃油后出現(xiàn)的技術問題  使用低質燃油時，如果處理不當則會導致以下不良后果：  

（1）影響噴油設備正常工作。增加噴油設備的機械負荷和熱負荷，引起噴油設備偶件 過度磨損、腐蝕、噴孔結炭、變形等故障。  

（2）惡化燃燒性能。低質燃油霧化困難，自燃性差，使燃燒性能惡化，爆發(fā)壓力 降低：后燃嚴重，排氣溫度增、高，排氣煙度增加，缸內結炭嚴重。  

（3）損壞主要部件。低質燃油中的灰分、機械雜質、結炭以及燃油裂化使用的含硅、 鋁的催化劑等，都會使缸套和活塞部件發(fā)生異常顆粒磨損：低質燃油中的高硫分和高鈉、釩含量所產(chǎn)生的低溫腐蝕與高溫腐蝕將使缸套、軸承、排氣閥與閥座、渦輪增壓器等發(fā)生嚴重的腐蝕磨損，加劇部件損壞。  

（4）加速曲軸箱內滑油變質。含硫氧化物的燃氣漏入曲軸箱，將使曲軸箱滑油迅速變質并腐蝕有關軸承。  

三、使用低質燃油時的管理技術要點

 1．低質燃油的預處理  預處理指低質燃油進入噴油泵之前所進行的預熱、凈化、添加有關添加劑等技術措施。預處理的目的是改善低質燃油的貯存、駁運和使用性能，以滿足柴油機工作的需要。  

1）預熱  

采用分級預熱方案保證低質燃油在輸送、凈化和霧化等環(huán)節(jié)中的不同使用要求。預熱 溫度應以滿足其粘度要求為準，因而對不同粘度的低質燃油，其預熱溫度不同。表5-2示出燃油系統(tǒng)中各部位的預熱溫度。如重油貯存柜中的預熱溫度以泵出為準約為30℃～38℃； 為保證霧化質量要求，噴油泵處的燃油粘度應為12 mm2/S～25 mm2 /S，據(jù)此可從重油的粘溫曲線上查出相應的預熱溫度值。按我國有關規(guī)定，燃油預熱應使用飽和蒸汽（蒸汽壓力不應超過0.8Mpa）作為預熱熱源以防重油中的焦炭析出沉淀在加熱器中。在小型船舶上也可采用電加熱。目前船用柴油機使用的低質燃油其霧化加熱溫度的上限為150℃。為防預熱溫度高使燃油汽化中斷供油，在近代船用柴油機中采用加壓式燃油系統(tǒng)（提高燃油輸送泵壓力達1.6Mpa）。 

2）凈化  燃油的凈化包括沉淀、濾清和分離。沉淀應在沉淀柜中沉淀12h，并在柜底定期排污 以達初步凈化的目的。濾清是燃油凈化的重要環(huán)節(jié)，由分布在燃油系統(tǒng)中的粗、細濾器完成。在噴油器入口處還可設置高壓縫隙式濾器，對燃油進行最后濾清。離心分油是凈化燃油的主要有效手段，當凈化低質燃油時應使用兩臺分油機串聯(lián)布置（第--級為分水機，第二級為分雜機），并正確選擇比重環(huán)、分油預熱溫度、排渣時間以及佳分油量（30%～50%標定分油量），以確保分油質量。對于密度大于991kg/m的劣質燃油，建議使用α-LAVAL FOPX燃油分離系統(tǒng)分離。  

3)添加劑  在低質燃油中加入各種添加劑以改善低質燃油的有關性能.如表5-3所示。 

4） 乳化  在燃油中摻水并使之成為油包水的乳化液，可改善低質燃油的燃燒性能，減少缸內結 炭。燃油乳化可采用均質器，它可以使油中的水和雜質顆粒細化與均質化，以改善燃燒，減、輕磨損。但此項均質技術因各種雜質顆粒在燃燒中的聚合而加速磨損，未能廣泛使用。  

2．柴油機的運行管理 

1）燃油管理  加強對低質燃油質量的檢查（如加油時留樣、送檢等），尤其應防不同牌號的燃油或 相同牌號而不同港口的燃油混艙，以避免兩種油品中懸浮的瀝青分發(fā)生凝聚而生成油泥沉淀物，即所謂燃油的不相容性。此時燃油變質產(chǎn)生大量油泥物，影響柴油機正常工作，如供油管路堵塞、分油機油泥過多、噴油設備咬死、排氣冒黑煙等。在船舶機動操縱時，應換用柴油。  

2）噴油設備的調整  適當增、大噴油提前角，保證在上止點附近發(fā)火以及爆發(fā)壓力的數(shù)值及相位正常； 適當提高噴油器啟閥壓力以保證霧化質量；注意噴油器霧化質量。  

3）氣缸潤滑  選用堿性氣缸油以中和硫酸。氣缸油的總堿值（TBN）應與燃油的硫分相適應，并酌情 增、大氣缸油注油率。  

4）冷卻水溫度的調節(jié)  注意調節(jié)并控制各冷卻部位的冷卻溫度。防因過熱引起高溫腐蝕以及因過冷而引起 低溫腐蝕。在低負荷運轉時應適當提高進氣溫度和淡水冷卻溫度。  

5）增壓系統(tǒng)、換氣系統(tǒng)的管理  排氣閥與閥座易因高溫腐蝕而迅速損壞，廢氣渦輪增壓器的噴管環(huán)、工作葉輪以及壓 氣機葉輪等易發(fā)生結炭堵塞、燒損、腐蝕，應定時檢查與清洗；空冷器、掃氣箱與氣口易發(fā)生污染、堵塞，應定期檢查與清洗。  

3．改進部件結構，提高摩擦表面的工作性能  采用鍍鉻、氮化等工藝提高缸套、活塞環(huán)、活塞環(huán)槽表面的硬度，以改善其耐磨性， 改進噴油器頭部結構，加強冷卻效果以防噴孔周圍結炭。十字頭式柴油機氣缸下部裝有橫隔板，改進活塞桿填料函的結構并加強管理，以防燃燒產(chǎn)物落入曲軸箱使滑油變質。

四、降速運行及其優(yōu)化調整  

近廿年來，多數(shù)營運中的船舶（如油輪、礦砂船、散裝船等大型船舶）出于貨運市場與船舶營運成本等多方面因素的考慮，大多采用降速運行的節(jié)能（油）措施。按不同船舶及貨源情況選用（75-80）%nb（標定轉速）作為長期運轉轉速（相應運轉功率約為（40-50）% Pb）。此時船舶航速雖相應降低，但降低幅度不大，而主機燃油耗量降低幅度較大。如上例，航速降低約20%而主機油耗量降低達50%。因而采用降速運行是降低營運成本的一項行之有效的技術措施。  但由于柴油機長期處于低負荷運行，偏離其佳工況太多，必然使柴油機燃燒惡化，故障較多，如磨損加劇、缸內大量結碳等。使柴油機的有效油耗率be增加，可靠性降低。為改善柴油機低負荷運轉時的運轉性能，使降速運行節(jié)能技術更加完善，通常，在采取降速運行時，均對柴油機進行相應的優(yōu)化調整措施。

這些優(yōu)化調整措施主要有：  

1．適當增、大氣缸壓縮比，如在船用大端處加調整墊片。保證壓縮終點良好的熱狀態(tài)。  

2．適當增、大噴油提前角，保證足夠高的爆發(fā)壓力。  

3．采用小噴孔節(jié)能型噴油器（孔徑減小，孔數(shù)稍有增多，但總流通面積降低），提高啟閥壓力等以提高霧化質量。  

4．適當減少氣缸油注油量，除可減少氣缸油消耗外，尚可降低缸內積碳與結焦現(xiàn)象。 

5．保證缸套、噴油器等正常冷卻，調整空冷器后增壓空氣溫度，防因過分冷卻而產(chǎn)生低溫腐蝕。  

6．改善增壓與掃氣系統(tǒng)。如適當減少噴管環(huán)通流面積，以提高增壓器轉速，調整氣閥定時等。  

7．加強對柴油機的維護管理，如酌情縮短吊缸周期，加強對增壓器的維護與保養(yǎng)等。